DE3819799A1

DE3819799A1 - Machine tool

Info

Publication number: DE3819799A1
Application number: DE3819799A
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl Ing Jesinger
Original assignee: Fortuna Werke Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Fortuna Werke Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1987-08-04
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1989-02-16
Also published as: DE3819799C2

Abstract

A machine tool is provided with a tool, in particular a drill (31) or milling cutter, rotating at very high speeds of over 50000 revolutions per minute. The tool is clamped in a chuck (34) of a part rotating in a headstock (11) of the machine tool (10). The part is provided with turbine blades (48, 49) to which driving gas is admitted by means of spatially fixed passages (18, 19). In order to reduce the tool change times and in particular to avoid a tool change at the spindle itself, the part is designed as a rotating tool holder (30) and is provided on its outside with the turbine blades (48, 49). The tool holder (30) can be loosely inserted with clamped tool into a receptacle, designed as an air-bearing shell for the tool holder (30), of the headstock (11) (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem bei sehr hohen Drehzahlen von über 50 000 Umdrehungen pro Minute umlaufenden Werkzeug, insbesondere Bohrer oder Fräser, bei der das Werkzeug in einem Futter eines in einem Spindelstock der Werkzeugmaschine umlaufenden Teils eingespannt ist und das Teil mit Turbinenschaufeln versehen ist, die mittels raumfester Kanäle mit Antriebsgas beaufschlagt werden. The invention relates to a machine tool with a very high speeds of over 50,000 revolutions per minute rotating tool, in particular drills or milling cutters the tool in a chuck one in a headstock the machine tool rotating part is clamped and the part is provided with turbine blades, which by means of stationary gas can be supplied with drive gas.

Werkzeugmaschinen der vorstehend genannten Art sind allgemein bekannt, sie werden beispielsweise zum Hochgeschwindigkeits- Bohren von Leiterplatten, zum Hochgeschwindigkeits-Fräsen u. dgl. eingesetzt.Machine tools of the above type are general known, they become, for example, high-speed Drilling circuit boards for high-speed milling u. Like. Used.

Bei den bekannten Maschinen wird beim Rüsten der Werkzeugma schine, d.h. bei der Vorbereitung zu einer Bearbeitung neuer Werkstücke eine Hochgeschwindigkeitsspindel in einen raumfesten Spindelstock der Werkzeugmaschine eingesetzt. Die Spindel wird an ihrer Außenseite fest mit dem Spindelstock verbunden. In der Spindel befindet sich ein mit einem Turbinenantrieb versehenes umlaufendes Teil, das bei der normalen Verwendung der Spindel nicht aus der Spindel entnommen wird. Das umlaufende Teil weist ein Spannfutter für Werkzeuge auf. Zur Bearbeitung eines bestimmten Werkstücks wird in das umlaufende Teil der Spindel ein Werkzeug, beispielsweise ein Bohrer von 0,2 Milli metern Durchmesser eingespannt. Dieser Einspannvorgang erfolgt an der Werkzeugmaschine, weil - wie erwähnt - das rotierende Teil der Spindel zwar in der Spindel drehbar, im übrigen aber nicht lösbar mit der Werkzeugmaschine verbunden ist.In the known machines, when setting up the tool ma seem, i.e. preparing to edit new ones Workpieces a high speed spindle into a fixed space Headstock of the machine tool used. The spindle is firmly connected to the headstock on the outside. In the spindle there is one with a turbine drive provided circumferential part that in normal use the spindle is not removed from the spindle. The circulating Part has a chuck for tools. For processing of a specific workpiece is in the rotating part of the Spindle a tool, for example a drill of 0.2 milli clamped in meters. This clamping process takes place on the machine tool because - as mentioned - the rotating one Part of the spindle is rotatable in the spindle, but otherwise is not releasably connected to the machine tool.

Diese bekannten Werkzeugmaschinen haben daher den Nachteil, daß bei jedem Werkzeugwechsel ein Umspannvorgang an der Werk zeugmaschine erfolgen muß. Es ist daher erforderlich, nach jedem Umspannen eines Werkzeuges die korrekte Lage des Werkzeu ges durch eine Probebearbeitung festzustellen, um ggf. eine Nachstellung am Werkzeug vornehmen zu können. Auch ist der Baugröße nach unten, d.h. der Drehzahl nach oben, eine Grenze gesetzt, weil bei sehr kleinen rotierenden Teilen in der Spindel kaum noch genügend Materialstärke für Spannmittel vorhanden ist und diese an der Werkzeugmaschine kaum noch handhabbar sind.These known machine tools therefore have the disadvantage that with each tool change a reclamping process at the factory machine must be done. It is therefore necessary to follow the correct position of the tool each time a tool is reclamped ascertained by trial processing, in order to, if necessary, To be able to adjust the tool. The is too Size down, i.e. the speed up, a limit set because of very small rotating parts in the spindle there is hardly enough material thickness for clamping devices is and these are hardly manageable on the machine tool.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiter zubilden, daß die Werkzeugwechselzeiten minimiert werden und daß außerdem eine Voreinstellung der Werkzeuge möglich ist, um nach dem Werkzeugwechsel ohne weitere Verzögerung Werkstücke bearbeiten zu können.The invention is based on the object, a Machine tool of the type mentioned further on to make sure that the tool changing times are minimized and that it is also possible to preset the tools, to work pieces after the tool change without further delay to be able to edit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Teil als rotierender Werkzeughalter ausgebildet ist, der mit eingespanntem Werkzeug in eine als Luft-Lagerschale für den Werkzeughalter ausgebildete Aufnahme des Spindelstocks lose einsetzbar und an seiner Außenseite mit den Turbinenschaufeln versehen ist.This object is achieved in that the Part is designed as a rotating tool holder with clamped tool in an air bearing shell for the Tool holder designed to hold the headstock loose usable and on the outside with the turbine blades is provided.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst, weil es möglich ist, ein Werkzeug außerhalb der Werkzeugmaschine in den losen Werkzeughalter einzuspannen und diese Einspannung an einem Prüftisch auf korrekten Sitz hin zu überprüfen. Zum Werkzeugwechsel braucht der Benutzer der Werkzeugmaschine nur noch den "alten" Werkzeug halter, der lediglich mittels Luftlagerung lose im Spindelstock gehalten ist, aus diesem zu entnehmen, alsdann einen neuen Werkzeughalter lose in den Spindelstock einzusetzen, um dann nach Anlaufen des Werkzeughalters ohne weitere Verzögerung weiterarbeiten zu können. Auch entfällt die Notwendigkeit, die Werkzeuge in möglicherweise schlecht zugänglicher Einbaulage unmittelbar an der Werkzeugmaschine aus- und einzuspannen, was gerade bei den sehr kleinen Hochgeschwindigkeitswerkzeugen erhebliche Fingerfertigkeit erfordert. Mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist es nämlich stattdessen möglich, diese Arbeiten vorab zu erledigen, so daß der Benutzer der Werkzeug maschine mit einem Satz vorbereiteter Werkzeughalter in einem Werkzeughalter-Magazin arbeiten und mit minimalen Umrüstzeiten eine Vielzahl von Arbeitsvorgängen ausüben kann. Es ergibt sich auf diese Weise auch ein sehr kompakter Aufbau ohne Spannfutter an der Spindel, so daß auch sehr kleine Werkzeug halter für Drehzahlen von weit über 100 000 bis zu 300 000 Umdrehungen pro Minute realisiert werden können.The object underlying the invention is based on this Way completely solved because it is possible a tool outside the machine tool in the loose tool holder to clamp and this clamping on a test table check correct fit. To change tools the user of the machine tool only the "old" tool holder that is only loose in the headstock by means of air bearings is taken from this, then a new one Insert the tool holder loosely into the headstock in order to then after starting the tool holder without further delay to be able to continue working. There is also no need the tools in a possibly poorly accessible installation position unclamping and clamping directly on the machine tool, which is especially the case with the very small high-speed tools requires considerable dexterity. With the invention It is instead possible for machine tools to do this Do work in advance so that the user of the tool machine with a set of prepared tool holders in one Tool holder magazine work and with minimal changeover times can perform a variety of operations. It results a very compact structure without Chuck on the spindle, so that even very small tools holder for speeds from well over 100,000 to 300,000 Revolutions per minute can be realized.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Werkzeughalter einen sich vom Werkzeug weg verjüngenden koni schen Abschnitt auf, und die Aufnahme ist als konische Sackboh rung ausgebildet.In a preferred embodiment of the invention, the Tool holder a tapered away from the tool section and the recording is a conical sack boho tion trained.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine besonders einfache Bauweise entsteht, bei der das lose Einsetzen und die lose Entnahme des rotierenden Werkzeughalters mit einem Handgriff vorgenommen werden können.This measure has the advantage that it is particularly simple Construction arises in which the loose insertion and the loose The rotating tool holder can be removed with one hand can be made.

Bevorzugt ist ferner, wenn die Aufnahme Haltemittel zum axialen Halten des eingesetzten Werkzeughalters aufweist.It is also preferred if the receptacle for axial holding means Holding the inserted tool holder has.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß selbst bei stillstehendem Werkzeughalter sicher vermieden wird, daß dieser aus der Aufnahme herausfällt. Bei rotierendem Werkzeughalter kann die axiale Haltekraft ohne weiteres durch entsprechendes axiales Anstellen der Turbinenschaufeln erreicht werden.This measure has the advantage that even when it is stationary Tool holder is safely avoided that this from the Recording falls out. When the tool holder is rotating, the axial holding force easily by corresponding axial Instead of reaching the turbine blades.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen dieser Variante können die Haltemittel entweder als Magnet oder als radial verfahrbare Haltebacken an der Peripherie der Aufnahme ausgebildet werden. In preferred embodiments of this variant, the Holding means either as a magnet or as a radially movable Holding jaws are formed on the periphery of the receptacle.

Während das erstgenannte Beispiel den Vorteil hat, daß keine zusätzlichen mechanisch zu verfahrenden Elemente erforderlich sind und der Zugang zur Aufnahme weder beim Einsetzen noch beim Herausnehmen des Werkzeughalters behindert wird, hat das zweite Beispiel den Vorteil, daß ein Herausfallen des Werkzeug halters selbst dann verhindert wird, wenn ein Zug von unten auf den stillstehenden Werkzeughalter ausgeübt wird.While the former example has the advantage that none additional mechanically displaceable elements are required are and access to the recording neither when inserting nor is hindered when removing the tool holder second example the advantage that the tool falls out holder is prevented even if a train from below is exerted on the stationary tool holder.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Werkzeugmaschine sind schließlich mehrere Werkzeughalter in einer Mehrspindel-Bohrmaschine angeordnet.In a further preferred embodiment of the Invention After all, modern machine tools are several tool holders arranged in a multi-spindle drilling machine.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die vorstehend erläuterten hochtourigen Werkzeughalter auch in Mehrspindel-Bohrmaschinen eingesetzt werden können, wie sie insbesondere zum Bohren von Leiterplatten verwendet werden. Bei derartigen Mehrspindel- Bohrmaschinen werden bekanntlich Bohrer mit einem Durchmesser von nur mehreren Zehntel Millimetern eingesetzt, und man kann bei den mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine erzielbaren Drehzahlen Taktzeiten von beispielsweise zehn derartigen Bohrungen pro Sekunde erreichen. Es liegt auf der Hand, daß dies die Bearbeitungszeit für das Bohren von elektrischen Leiterplatten bei unverminderter Präzision der Bohrungsaus führung drastisch vermindert.This measure has the advantage that those explained above high-speed tool holder also in multi-spindle drilling machines can be used, such as for drilling Printed circuit boards are used. With such multi-spindle Drills are known to be drills with a diameter of just a few tenths of a millimeter, and you can in those achievable with the machine tool according to the invention Speeds cycle times of, for example, ten such Reach holes per second. It is obvious, that this is the machining time for drilling electrical Printed circuit boards with undiminished bore hole precision leadership drastically reduced.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages result from the description and the attached drawing.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste hend noch erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils ange gebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the next Features still explained not only in the respective given combination, but also in other combinations or can be used alone without the scope of the to leave the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in more detail in the following description explained. Show it:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung, in vergrößertem Maßstab, eines Ausschnitts aus einem Spindelstock einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine; Figure 1 is a sectional view, on an enlarged scale, of a detail from a headstock of a machine tool according to the invention.

Fig. 2 etwa in natürlichem Maßstab eine Darstellung zur Erläuterung des Einsatzes einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine mit einem Magazin von Werkzeug haltern. Fig. 2 approximately on a natural scale an illustration for explaining the use of a machine tool according to the invention with a magazine of tool holders.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt eine Werkzeugmaschine, beispielsweise eine Hochgeschwindigkeits-Bohrmaschine, wie sie zur Bearbeitung von Leiterplatten eingesetzt wird. Bei diesem Anwendungsfall verwendet man Bohrer mit einem Außen durchmesser von beispielsweise 0,2 Millimetern, und bei bekann ten Bohrmaschinen dieser Art drehen sich diese Bohrer mit Drehzahlen zwischen 50 000 und 70 000 Umdrehungen pro Minute.In FIG. 1, 10 designates a machine tool, for example a high-speed drilling machine, as is used for processing printed circuit boards. In this application, drills with an outer diameter of, for example, 0.2 millimeters are used, and in known drills of this type, these drills rotate at speeds between 50,000 and 70,000 revolutions per minute.

Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist ein raumfester Spindelstock 11 mit einer sich nach innen verjüngenden konischen Sackbohrung 12 versehen. Die Sackbohrung 12 ist im konischen Mantelbereich mit einer Mehrzahl von radialen Kanälen, von denen in Fig. 1 vier Kanäle 13, 14, 15, 16 dargestellt sind, versehen. Über die vier Kanäle 13, 14, 15, 16 kann in Richtung der eingezeichneten Pfeile ein Lagergas, beispielsweise Lager luft, eingeblasen werden.In the machine tool according to the invention, a fixed headstock 11 is provided with an inwardly tapering blind bore 12 . The blind bore 12 is provided in the conical jacket region with a plurality of radial channels, of which four channels 13 , 14 , 15 , 16 are shown in FIG. 1. Via the four channels 13 , 14 , 15 , 16 , a storage gas, for example storage air, can be blown in the direction of the arrows.

Ein fünfter Kanal 17 schließt sich in axialer Richtung an die Sackbohrung 12 an. Schließlich ist noch um die Sackbohrung 12 herum ein Spiral-Kanal vorgesehen, der in an sich bekannter Weise, in Umfangsrichtung gesehen, zunächst einen großen Querschnitt aufweist, wie in Fig. 1 mit 18 angedeutet, und dann in Umfangsrichtung in einen immer kleineren Querschnitt übergeht, wie in Fig. 1 mit 19 angedeutet. Ein Antriebsgas, beispielsweise Antriebsluft, wird in tangentialer Richtung in den Spiral-Kanal 18, 19 an dessen Position größten Querschnittes eingeblasen und tritt durch eine ebenfalls umlaufende Ausmündung in den Bereichen immer kleiner werdenden Querschnittes ebenfalls tangential oder schräg zur Umfangsrichtung in die Sackbohrung 12 ein.A fifth channel 17 connects to the blind bore 12 in the axial direction. Finally, a spiral channel is also provided around the blind bore 12 , which, in a manner known per se, seen in the circumferential direction, initially has a large cross section, as indicated in FIG. 1 by 18 , and then merges into an increasingly smaller cross section in the circumferential direction , as indicated in Fig. 1 with 19 . A drive gas, for example drive air, is blown in the tangential direction into the spiral channel 18 , 19 at the position of its largest cross-section and also enters the blind bore 12 tangentially or obliquely to the circumferential direction due to a likewise circumferential mouth in the areas of ever-decreasing cross-section.

Mit 30 ist insgesamt ein rotierender Werkzeughalter bezeichnet, in den ein Bohrer 31 oder ein Fräser eingesetzt ist. Der Bohrer 31 weist einen Vierkant-Bund 32 auf, so daß er formschlüssig ergriffen und mit einem Schaft 33 in ein Futter 34 des Werkzeug halters 30 eingespannt werden kann. 30 designates a rotating tool holder, in which a drill 31 or a milling cutter is inserted. The drill 31 has a square collar 32 so that it can be positively gripped and clamped with a shaft 33 in a chuck 34 of the tool holder 30 .

Der Werkzeughalter 30 weist noch einen zylindrischen Bund 38 auf, in dem eine Umfangsnut 39 angebracht ist. Die Umfangsnut 39 kann verwendet werden, um den Werkzeughalter 30 gesamthaft mittels eines Greifers eines Werkzeugwechselsystems ergreifen und handhaben zu können.The tool holder 30 also has a cylindrical collar 38 , in which a circumferential groove 39 is made. The circumferential groove 39 can be used in order to be able to grasp and handle the tool holder 30 as a whole by means of a gripper of a tool changing system.

An den Bund 38 schließt sich ein äußerer konischer Abschnitt 40 an, der in einen langgestreckten inneren konischen Abschnitt 41 mit sehr viel kleinerem Kegelwinkel übergeht. An der dem Bohrer 31 gegenüberliegenden Ende ist der Werkzeug halter 30 mit einer radialen Stirnfläche 42 abgeschlossen.The collar 38 is adjoined by an outer conical section 40 which merges into an elongated inner conical section 41 with a much smaller cone angle. At the opposite end of the drill 31 , the tool holder 30 is completed with a radial end face 42 .

Im eingesetzten Zustand des Werkzeughalters 30, so wie dies Fig. 1 zeigt, steht die radiale Stirnfläche 42 einer Bodenfläche 43 der konischen Sackbohrung 12 gegenüber. Da der Kegelwinkel des inneren konischen Abschnitts 41 mit dem Kegelwinkel der konischen Sackbohrung 12 übereinstimmt, bilden sich ein koni scher radialer Luftspalt 45 und ein axialer Luftspalt 46.In the inserted state of the tool holder 30 , as shown in FIG. 1, the radial end face 42 faces a bottom surface 43 of the conical blind bore 12 . Since the cone angle of the inner conical section 41 coincides with the cone angle of the conical blind bore 12 , a conical radial air gap 45 and an axial air gap 46 are formed .

Wie man aus der teilweise aufgebrochenen Darstellung des Werkzeughalters 30 entnehmen kann, ist dieser mit Turbinen schaufeln versehen, die bei 48 und 49 angedeutet sind. Die äußeren Öffnungen der Turbinenschaufeln 48, 49 stehen der Ausmündung des Spiral-Kanals 18, 19 gegenüber. Im Zentrum des Werkzeughalters 30 vereinen sich die Kanäle, deren Wandungen die Turbinenschaufeln 48, 49 bilden, zu einem axialen Kanal 50, der in den fünften axialen Kanal 17 im Spindelstock 11 übergeht.As can be seen from the partially broken illustration of the tool holder 30 , the latter is provided with blades which are indicated at 48 and 49 . The outer openings of the turbine blades 48 , 49 face the mouth of the spiral channel 18 , 19 . In the center of the tool holder 30 , the channels, the walls of which form the turbine blades 48 , 49, form an axial channel 50 which merges into the fifth axial channel 17 in the headstock 11 .

Wenn über den Spiral-Kanal 18, 19 ein Antriebsgas eingeblasen wird, so trifft dieses auf die Turbinenschaufeln 48, 49 und strömt weiter durch den axialen Kanal 50 in den fünften axialen Kanal 17, wie in Fig. 1 mit Pfeilen angedeutet. Auf diese Weise kann sich der Werkzeughalter 30 mit hohen Drehzahlen in der konischen Sackbohrung 12 drehen. Die Einströmrichtung des Antriebsgases von dem Spiral-Kanal 18, 19 in die Turbinen schaufeln 48, 49 kann axial schräg so angestellt sein, daß auf den Werkzeughalter 30 eine axiale Kraft nach oben ausgeübt wird, die gerade so groß ist, daß sie das Eigengewicht des Werkzeughalters 30 kompensiert.If a drive gas is blown in via the spiral channel 18 , 19 , this impinges on the turbine blades 48 , 49 and continues to flow through the axial channel 50 into the fifth axial channel 17 , as indicated by arrows in FIG. 1. In this way, the tool holder 30 can rotate in the conical blind bore 12 at high speeds. The inflow direction of the drive gas from the spiral channel 18 , 19 in the turbine blades 48 , 49 can be axially inclined so that an axial force is exerted upwards on the tool holder 30 , which is just so large that it weighs the weight of the Tool holder 30 compensated.

Um beim Einsetzen bzw. beim Herausnehmen und im Betrieb des Werkzeughalters eine axiale Halterung herzustellen, kann ein Dauermagnet 60 vorgesehen sein, wie dies oben links in Fig. 1 beispielhaft angedeutet ist. Die Pole des Dauermagneten 60 sind dabei über Eck zwischen Bodenfläche 43 und konischer Mantelfläche der Sackbohrung 12 angeordnet, so daß sich Feld linien über diese Ecke erstrecken und einen ferromagnetischen Werkzeughalter 30 halten können. Betrachtet man nämlich die von dem vorstehend erläuterten Turbinenantrieb erzeugte Lager kraft, so steht diese in Fig. 1 beispielsweise in der Position der Querschnitte 18, 19 des Spiral-Kanales senkrecht auf der Oberfläche des konischen Abschnitts 41 und verfügt damit sowohl über eine radiale wie auch über eine axiale Komponente. Zwar bemüht man sich in der Praxis, die Verhältnisse so einzustellen, daß die axiale Komponente der Lagerkraft nach oben gerichtet ist und gerade das Eigengewicht des Werkzeughalters kompensiert, in der Regel verbleibt jedoch eine geringfügige axiale Kom ponente, die nach unten gerichtet ist und daher vom Dauermag neten 60 kompensiert werden muß.In order to produce an axial holder when inserting or removing and during operation of the tool holder, a permanent magnet 60 can be provided, as indicated by way of example at the top left in FIG . The poles of the permanent magnet 60 are arranged in a corner between the bottom surface 43 and the conical outer surface of the blind bore 12 , so that field lines extend over this corner and can hold a ferromagnetic tool holder 30 . Looking at the force generated by the turbine drive described above, this is in Fig. 1, for example, in the position of the cross sections 18 , 19 of the spiral channel perpendicular to the surface of the conical portion 41 and thus has both a radial and via an axial component. Although efforts are made in practice to adjust the conditions so that the axial component of the bearing force is directed upwards and just compensates for the weight of the tool holder, there is usually a slight axial component which is directed downwards and therefore from Dauermag neten 60 must be compensated.

Eine weitere Möglichkeit der axialen Halterung des Werkzeug halters 30 bei niedrigen Drehzahlen besteht darin, im Umfangs bereich der konischen Seitenbohrung 12 Haltebacken vorzusehen, von denen eine mit 61 rechts unten in Fig. 1 angedeutet ist. Die Haltebacken 61, die z.B. als drei Sektoren mit jeweils 120° über den gesamten Umfang der konischen Sackbohrung 12 ausgestaltet sein können, sind radial verfahrbar, so daß im eingezogenen Zustand die konische Sackbohrung 12 freiliegt und der Werkzeughalter 30 eingesetzt werden kann, während im ausgefahrenen Zustand die Haltebacken 61 die Position in Fig. 1 rechts unten annehmen und den Werkzeughalter 30 gegen Heraus fallen sichern. Zweckmäßigerweise kann die Lagerseite der Haltebacken 61 an den äußeren konischen Abschnitt 40 angepaßt werden, und über einen achten Kanal 62 in den Haltebacken 61 kann hier zusätzliches Lagergas eingeblasen werden, um auch zwischen dem äußeren konischen Abschnitt 40 und den Haltebacken 61 ein Luftlager zu realisieren.Another possibility of axially holding the tool holder 30 at low speeds is to provide 12 holding jaws in the circumferential area of the conical side bore, one of which is indicated by 61 at the bottom right in FIG. 1. The holding jaws 61 , which can be configured, for example, as three sectors, each with 120 ° over the entire circumference of the conical blind bore 12 , can be moved radially, so that the conical blind bore 12 is exposed in the retracted state and the tool holder 30 can be used while in the extended state Condition the holding jaws 61 assume the position at the bottom right in FIG. 1 and secure the tool holder 30 against falling out. Expediently, the bearing side of the holding jaws 61 can be adapted to the outer conical section 40 , and additional bearing gas can be blown in here via an eighth channel 62 in the holding jaws 61 in order to also realize an air bearing between the outer conical section 40 and the holding jaws 61 .

Fig. 2 zeigt in stark schematisierter Form die praktischen Einsetzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine. Fig. 2 shows in a highly schematic form the practical uses of the machine tool according to the invention.

In der rechten Hälfte der Fig. 2 ist der Spindelstock 11 etwas vollständiger dargestellt, und man erkennt deutlich den einge setzten rotierenden Werkzeughalter 30 mit Bohrer 31.In the right half of Fig. 2, the headstock 11 is shown somewhat more completely, and you can clearly see the inserted rotating tool holder 30 with drill 31st

Unterhalb des Spindelstocks 11 befindet sich ein äußerst schematisiert dargestellter Bearbeitungstisch 70, auf dem z.B. Leiterplatten bereitgehalten werden können, um diese mittels des Bohrers 31 zu bohren.Below the headstock 11 there is an extremely schematically represented machining table 70 , on which, for example, printed circuit boards can be kept ready in order to drill them by means of the drill 31 .

Soll nun der Bohrer 31 gegen einen anderen Bohrer 31 a ausge tauscht werden, so kann man bei der erfindungsgemäßen Bohr maschine 10 den gesamten rotierenden Werkzeughalter 30 entnehmen und gegen einen anderen, bereits vorbereiteten und eingestellten Werkzeughalter 30 a mit einem Handgriff ersetzen. Im Werkzeug halter 30 a befindet sich der gewünschte neue Bohrer 31 a, und dieser ist mit Bezug auf den Werkzeughalter 30 a bereits so voreingestellt, daß weitere Justierungsarbeiten nicht erforder lich sind. If the drill 31 is now to be exchanged for another drill 31 a , the entire rotating tool holder 30 can be removed from the drilling machine 10 according to the invention and replaced with another, already prepared and set tool holder 30 a with a handle. In the tool holder 30 a is the desired new drill 31 a, and this has already been set with respect to the tool holder 30 a so that further adjustment work is not erforder Lich.

Entsprechend können für weitere Bearbeitungsschritte weitere Werkzeughalter 30 b und 30 c mit Bohrern 31 b und 31 c eingewechselt werden.Correspondingly, further tool holders 30 b and 30 c can be exchanged with drills 31 b and 31 c for further processing steps.

Hierzu verwendet man zweckmäßigerweise ein Werkzeughalter- Magazin 75, das mit entsprechenden Aufnahmen 76 a, 78 b, 76 c versehen ist, um die Werkzeughalter 30 a, 30 b, 30 c in der Nähe des Spindelstocks 11 bereitzuhalten. Die Werkzeughalter 30 a, 30 b, 30 c sind im Magazin 75 vorzugsweise mit ihren konischen Abschnitten nach oben angeordnet, um ein leichteres Ergreifen und Umsetzen in die Aufnahme des Spindelstocks 11 zu ermögli chen.For this purpose, a tool holder magazine 75 is expediently used, which is provided with corresponding receptacles 76 a , 78 b , 76 c in order to keep the tool holders 30 a , 30 b , 30 c in the vicinity of the headstock 11 . The tool holder 30 a , 30 b , 30 c are preferably arranged in the magazine 75 with their conical sections upwards in order to facilitate gripping and transferring them into the receptacle of the headstock 11 .

Es ist ferner in Fig. 2 mit 11′ und 30′ angedeutet, daß die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine auch eine Mehrspindel-Bohr maschine sein kann, bei der mehrere Spindelstücke 11, 11′ nebeneinander angeordnet sind und mehrere Werkzeughalter 30, 30′ tragen. Derartige Mehrspindel-Bohrmaschinen mit den im vorliegenden Zusammenhang interessierenden extrem hohen Dreh zahlen werden beispielsweise zum Bohren von elektrischen Leiterplatten verwendet. Die dabei verwendeten Bohrer haben einen Durchmesser von nur wenigen Zehntel Millimetern, bei spielsweise von 2/10 Millimetern, und man kann bei den mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine möglichen Drehzahlen Bohrzeiten für eine Bohrung in der elektrischen Leiterplatte von beispielsweise 1/10 Sekunde erzielen.It is also indicated in Fig. 2 with 11 ' and 30' that the machine tool according to the invention can also be a multi-spindle drilling machine, in which a plurality of spindle pieces 11 , 11 'are arranged side by side and carry several tool holders 30 , 30 '. Such multi-spindle drilling machines with the extremely high speeds of interest in the present context are used, for example, for drilling electrical circuit boards. The drills used have a diameter of only a few tenths of a millimeter, for example 2/10 millimeters, and you can achieve drilling times for a hole in the electrical circuit board of, for example, 1/10 second at the speeds possible with the machine tool according to the invention.

Claims

1. Machine tool with a rotating tool at very high speeds of over 50,000 revolutions per minute, in particular drills ( 31 ) or milling cutters, in which the tool in a chuck ( 34 ) is rotating in a headstock ( 11 ) of the machine tool ( 10 ) Partly clamped and the part is provided with turbine blades ( 48 , 49 ), which are acted upon by propulsion gas by means of fixed channels ( 18 , 19 ), characterized in that the part is designed as a rotating tool holder ( 30 ) which is clamped with the tool in an air-bearing shell for the tool holder ( 30 ) designed to accommodate the headstock ( 11 ) can be used loosely and is provided on the outside with the turbine blades ( 48 , 49 ).

2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the tool holder ( 30 ) has a tapered away from the tool conical section ( 41 ), and that the receptacle is designed as a conical blind bore ( 12 ).

3. Machine tool according to claim 1 or 2, characterized in that the receptacle has holding means for axially holding the tool holder used ( 30 ).

4. Machine tool according to claim 3, characterized in that the holding means are designed as a magnet ( 60 ).

5. Machine tool according to claim 3, characterized in that the holding means are designed as radially movable holding jaws ( 61 ) on the periphery of the receptacle.

6. Machine tool according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that several tool holders ( 30 , 30 ') are arranged in a multi-spindle drilling machine.